摘要:居住在風電機組附近的一些人抱怨風電機組對健康產生了一系列不利影響。包括耳鳴,血壓升高,心悸,心動過速,壓力,焦慮,眩暈,頭暈,噁心,迷糊,視力,疲勞,認知功能障礙,頭痛,耳壓,加重偏頭痛,運動敏感,內耳損傷和睡眠剝奪。本文首先從歷史回顧的預後,如振動聲疾病和風電機組綜合症被提出來解釋報告的健康症狀和假設的聯絡風電機組的次聲發射。在風電機組場地進行的噪聲測量的回顧。調查人員表明,次聲波的水平低於聽覺閾值。儘管如此,也有人這樣認為耳石器官的次聲刺激引起噁心症狀或刺激外毛細胞,據說對次聲頻率特別敏感,這就解釋了症狀。對風電機組噪聲對自我報告健康影響得社會調查進行了審查,包括睡眠障礙的影響描述,最後提供了物理勘探研究,使參與者接受次聲並測量他們的反應。
1 Introduction
(1)2015年,澳大利亞參議院風電機組特別委員會得出結論,有可靠證據表明,居住在風電機組附近的一些人抱怨出現了一系列不良健康症狀。這些症狀包括耳鳴、血壓升高、心悸、心動過速、壓力、焦慮、眩暈、頭暈、噁心、視力模糊、疲勞、認知功能障礙、頭痛、耳壓、加重偏頭痛、運動敏感、內耳損傷和睡眠不足。
(2) 對現有證據的回顧,包括期刊文章、調查、文獻綜述和政府報告,支援以下說法:風電場沒有直接的病理影響,並且可以透過遵循現有的規劃指導方針將對人類的任何潛在影響降到最低。
(3)針對公眾的關切,加拿大政府透過衛生部長要求加拿大科學院理事會確定是否有證據支援風電機組噪聲與健康影響之間存在因果關係。委員會發現有足夠的證據證明風電機組噪聲與煩惱之間存在因果關係,但證據有限,無法證明風電機組噪聲與睡眠障礙之間存在因果關係。有證據表明風電機組噪聲與聽力損失之間缺乏因果關係,現有證據不足以就所考慮的所有其他健康影響的因果關係得出任何結論。
(4)澳大利亞聲學顧問協會(AAAC)得出如下結論:風電場周圍的次聲水平並不高,且低於感知閾值及目前接受次聲的限制。
(5)澳大利亞醫學協會(AMA)觀點:居住在風電場附近的個人經歷不利的健康或福祉,可能是由於他們對風電場發展的高度焦慮或負面看法造成。經歷高度焦慮或健康和福祉下降的個人應該尋求醫療建議。“健康恐慌”的報導和有關風力發電場發展的錯誤資訊可能有助於焦慮和社群分裂加劇,州政府對這些發展的監管過於嚴格。對風力發電場發展的監管應該是完全以其影響和益處的證據為指導。這樣的監管應確保在規劃開始時就進行結構合理和廣泛的地方社群諮詢和參與,儘量減少錯誤資訊,焦慮和社群分裂。
(6)根據維多利亞州規劃條款52.32,如果現有住宅位於擬議風電機組的1公里範圍內,則必須獲得業主的書面同意。在南澳大利亞,最小避讓距離為2km。在新南威爾士州,沒有最小避讓距離。
2 Historical Perspective
。。。2006年,英國貿易與工業部(DTI)委託進行了一項關於風電機組低頻噪聲(LFN)排放的研究,據稱這些噪聲對坎布里亞郡、北威爾士和康沃爾三個風力發電場的鄰居的健康造成了影響。該研究的結論是:
- 與現代風電機組有關的次聲不會產生可能對風力發電場鄰居健康有害的噪聲水平;
- 在少數情況下可以測量到低頻噪聲,但低於現有的允許夜間噪聲標準。風電機組的噪聲可能導致住宅內的內部噪聲水平剛剛超過可聽閾值;但各監測點的噪聲均低於當地道路交通噪聲;
- 投訴的常見原因與LFN無關,而是偶爾聽到的空氣動力噪聲調製,特別是在夜間。收集的資料顯示,這三個地點的內部噪聲水平不足以喚醒居民。然而,一旦醒來,這種噪聲會導致難以返回睡眠。
3 Sources and Measurement of Infrasound
(1)來自風電機組的噪聲源的組合通常可以被描述為機械噪聲結合空氣動力學的嗖啪聲。與葉片上方空氣透過相關的氣動噪聲是現代風電機組聲發射的最重要組成部分。大量複雜的流動現象發生,每一種流動現象都產生特定頻帶的聲音。氣動聲級一般隨轉子轉速增大而增大。
(2)原則上,有兩種機制產生葉片的氣動噪聲,第一種是流入湍流噪聲,它是從葉片前緣輻射出來的,是由上游大氣湍流引起的。第二種機制是邊界層湍流與葉片尾緣相互作用產生的尾緣噪聲。Oerlemans得出結論,後緣噪聲是現代風電機組的主要噪聲源。
(3)Doolan認為尾緣噪聲具有與偶極氣動源相關的心型方向性特徵,其主導葉面向葉片前緣。如圖1所示,在葉片向下運動時,與尾緣噪聲源相關的非對稱指向性圖的方向變化導致頻率調製,俗稱“swish”。與“swish”相關的是葉片透過頻率的聲音幅度調製。擺動振幅定義為葉片一次旋轉時最小和最大dB(A)聲級之差。
(4)調幅也可能發生在流過葉片某一部分的氣流暫時進入失速時。失速在一個翼型發生時,流入的迎角相對於翼型弦變得比一個臨界值大。在這種情況下,流量超過翼型不再順利遵循輪廓的翼型(稱為“附流”)和流動分離發生在吸力側的翼型。這通常會在吸力側上方產生紊流區域,進一步向下游對流進入尾跡。這一現象與噪聲水平的顯著增加有關。
(5)在上風向轉子的情況下,可以合理地推斷葉片向下運動時也會產生次聲能量;然而,次聲的真正來源還有待證實。在下風向轉子的情況下,也有一個脈衝聲引起的葉片與塔架引起的上游擾動氣流的相互作用。塔周圍的空氣流動在塔的上游受到干擾(或分離),導致葉片經歷升力的變化和相應的噪聲產生。與此源有關的頻率通常是次聲波。與上風向轉子的風電機組相比,下風向轉子產生得次聲高10-30dB。
(6)次聲測量方法:通常用於測量次聲的半英寸麥克風是帶有26CG前置放大器的GRAS型40AZ(或46AZ型麥克風前置放大器組),其本底噪聲17db (A),低頻極限0.5 Hz(- 2dB);Bruel和Kjaer型4193和前置放大器2669型前置放大器,安裝介面卡UC-0211後的本底噪聲為29 dB(A),低頻極限為0.07 Hz (-2 dB)。
(7)為了準確地表徵所測得的噪聲,在風力發電場附近,有必要確保門外的麥克風有足夠的防風保護。即使在微風中,標準的90mm防風罩不適合測量次聲。因為風引起的壓力波動錯誤地影響測量聲壓級。如圖2所示為3種常用的次級防風罩結構。其中包括半球形次級防風罩放在一塊平板上,放置在帶有聲學透明蓋的盒子中的麥克風和大型球形防風罩。如果只測量次聲(<20Hz),麥克風是否在地面或者地面上並不重要,聲音的四分之一波長超過4米,所以麥克風的壓力場將受到至少4m高度的地平面的影響。
(8)在室內測量次聲和在室外測量次聲一樣重要,特別是因為典型住宅的衰減非常小,次聲頻率範圍在0-5dB範圍內。如果測量內部噪聲水平,麥克風應放置在一個角落,靠近兩面牆和地板或天花板交叉處。在距離最近的Cape Bridgewater風電場風電機組1.6公里的一所房子的臥室內測量的典型功率譜密度(PSD)頻譜如圖3所示。
圖3中,葉片透過基頻為0.85 Hz(對應於風力發電機轉速為17rpm,在頻率1.7、2.55、3.4、4.25和5.1 Hz處有五次諧波。
目前,在文獻中提到的這些頻譜峰是與風電場有關的週期次聲,據稱會引起前節所述症狀。Zajamsek提出也許關注的焦點應該在50Hz左右的峰值上。
4 Human Response to Infrasound
(1)人們普遍認為,人類能聽到的聲音範圍從20Hz到20kHz。這個頻率範圍內聲音的響度就是頻率。在相同聲壓級下,低頻聲音聽起來不如高頻聲音響亮。然而,人們普遍沒有意識到的是,如果聲壓級足夠高,人耳可以聽到低於20Hz的聲音,甚至低至1Hz。然而,頻率為1Hz的聲音與其說是“聽到”,不如說是“感覺到”壓力的變化,這與飛機起飛或降落時在機艙內或在乘客電梯上下時感受到的變化沒什麼不同。在6Hz左右的頻率下,如果聲壓足夠高,這種感覺會讓人感到非常不舒服和噁心。
(2)在次聲範圍內,我們用耳朵感知聲音的方式是否與在可聽範圍內感知聲音的方式相同。人類對聲音的敏感度有兩種測量方法:a)在給定強度水平下比較一個頻率的聲音與另一個頻率的聲音的響度;b)在特定頻率上測量聽力的開始(稱為聽力閾值)。這些測試既可以使用帶有帶有揚聲器的耳罩的聽力計,也可以在一個安裝了揚聲器的非常安靜的房間裡進行。Moller等人得出結論,兩種方法都會產生相同的結果,並且如果整個身體或僅耳朵暴露,則獲得相同的閾值。Moller和Pedersen將不同研究者測量到的2-100 Hz的聽力閾值與當前ISO 260:2003中20 Hz-1 kHz的閾值彙編在圖4中。
圖4中的資料代表了50%人群的平均聽力閾值,其中約2%的人的閾值預計比平均值低10 - 12 dB。此外,由於低頻噪聲的感知響度隨聲壓級的變化比在中頻到高頻範圍內的變化要快得多,因此在次聲範圍內,感知和煩惱水平之間的差異要小得多。
(3)另一種測量次聲的方法是使用ISO 7196中定義的G加權函式。G加權函式在0.25至315 Hz的頻率範圍內有效,在10 Hz的頻率範圍內權重值為零,在10-1 Hz範圍內的負斜率約為每八度12 dB,以反映在這些較低頻率下人類感知靈敏度的降低,圖中G加權在概念上與A加權函式相似,但針對頻率範圍和斜率。丹麥住宅環境次聲的建議限值為85dB(G),參照上面圖中10Hz時85dB的聲級值,比平均聽力閾值低約10dB。
5 Measured Wind Turbine Infrasound Noise Levels
(1)1979年在美國北卡羅來納州布恩附近執行的DOE/NASA 2MW MOD-1風電機組。該風電機組是一個下風型別的支援格塔。在距離渦輪107 m處,實測聲級譜如圖5所示。
圖中顯示的頻譜峰值在10 Hz以下約為95 dB,在10 - 30 Hz時為90 dB,在50 Hz時為80 dB,在50 - 100 Hz時約為70-75 dB。與圖4比較,10 ~ 20 Hz的聲級處於閾值的尖端;在30-50 Hz時,它們比閾值高10db;在50-100Hz時,它們比閾值高10-20dB。因此,在測量位置的閾值以上可以聽到低頻聲音,但是,隨著距離源的距離,低頻聲音的水平會降低。
(2)Jakobsen對風電機組的次聲發射調查進行了彙編,直至2005年,結果以dB(G)表示。關於MOD-1風電機組,Jakobsen報告了105米處107 dB(G)和1公里處73-75 dB(G)的值。另外9臺功率從50kW到4.2MW的風電機組,在通常接近100-200米的距離上,次聲水平不超過85 dB(G)。
(3)2006年,英國貿易和工業部(DTI)委託進行了一項關於風電機組低頻噪聲(LFN)排放的研究,在位於康沃爾郡北威爾士坎布里亞郡的三個風電場的住宅中測量了次聲噪聲水平。內部測量擴充套件到1Hz;然而,外部測量使用了10 Hz高通濾波器,以避免由於風和其他問題而使儀器過載,因此應該忽略。
(4)測量以三分之一的八度頻帶進行。圖6顯示了內部噪聲測量的典型結果。在圖6中,測量的次聲噪聲級與本文前一節討論的各種閾值進行了比較。DTI報告的結論是,風電機組的次聲噪聲排放明顯低於0-20Hz頻率範圍內的聲能感知的公認閾值。報告發現,在20Hz以上的較高頻率,噪聲會被聽到;然而,噪聲水平符合英國可接受的環境標準。報告的結論是,與風電機組有關的次聲不會產生可能對風力發電場鄰居健康有害的噪聲水平。
(5)2011年,Turnbull和Turner發表了一項研究,描述了維多利亞州Clements Gap風電場和Cape Bridgewater風電場的次聲噪聲測量結果。麥克風位於如圖2b所示的浸沒盒中,在離風電機組85 ~ 200米的不同距離下風向,輪轂高度風速為6 ~ 8米/秒。噪聲級以三分之一倍頻帶測量,典型結果如圖7所示。
圖7顯示了與風力發電機不同距離處的三分之一倍頻程頻譜以及85 dB(G)曲線。調查得出的結論是,風電機組產生的次聲遠低於85dB(G)的閾值。
(6)2012年在美國威斯康星州的雪莉風電場進行了一項合作調查。雪莉風電場由8臺Nordex100 2.5兆瓦風電機組組成,輪轂高度85米,轉子直徑100米。靠近風力發電場的居民報告說,他們和他們的孩子遭受了嚴重的不利健康影響,以至於他們已經放棄了在雪莉的家。他們把問題歸咎於風電機組的到來。
(7)圖8顯示了距離最近的風電機組1280 m的住宅R2內外測量的典型聲級譜。圖中顯示了高階葉片通諧波(第二次諧波為1.4 Hz,第三次諧波為2.1 Hz,第四次諧波為2.8 Hz)。基本葉片透過頻率為0.7 Hz,被寬頻噪聲所掩蓋。
該研究承認,關鍵的問題是這些低頻率對居民有什麼物理影響,以及應該對風電機組專案施加什麼限制。它指出,妻子和孩子受到了不良影響,一家人搬到很遠的地方尋求解決辦法。四家調查公司的結論是,有足夠的證據和假設將低頻噪聲和次聲歸類為嚴重問題,“可能影響該行業的未來”,調查應超越目前的做法,即表明風電機組的噪聲水平低於低頻聽力閾值的量級。
(8)2013年,南澳大利亞環境保護局在悉尼進行了一項噪聲監測計劃,滑鐵盧風電場位於南澳大利亞州阿德萊德以北約100公里處。該風電場位於南北山脊上,綿延18公里,由37臺維斯塔斯V90 3MW風力發電機組成,每臺輪轂高度為80米,額定總髮電量為111MW。測量了距離最近的風電機組1.3至7.6公里的五所住宅內外的噪聲,包括測量其中兩所住宅內外的次聲頻率。
圖9顯示了北側站點的結果,北側站點離風力發電場最近,距離最近的風電機組約1.3公里。測量以三分之一的八度頻帶進行。調查的結論是沒有發現過量次聲的證據。葉片透過頻率分量在次聲頻率範圍內,明顯低於感知閾值,典型水平與其他相關研究結果一致。G加權水平也低於感知閾值。
(9)Tachibana等人報導了一項全面的噪聲測量計劃,涉及在日本34個風電場測量室外次聲,包括對風電機組噪聲的心理聲學效應的實驗室實驗。圖10顯示了29個風電場三分之一倍頻帶光譜的測量彙編。在圖10中,測量結果與Moorhouse等人提出的低頻噪聲可聽性標準和ISO 389-7:2005(該標準適用於校準聽力計,但與ISO 226:2003次聲頻率相同)進行了比較。研究得出結論,幾乎所有的風電機組產生相似的頻譜特性,平均為- 4 dB/倍頻程頻譜斜率。在一些風電機組中可以看到音調元件。
透過將測量結果與Moorhouse等人提出的判據曲線進行比較,可以得出結論:本研究中幾乎所有測量到的風電機組在20 Hz以下的頻率分量都遠低於聽覺/感覺閾值。然而,Bell認為,對風電機組噪聲的評估比簡單地將平均測量水平與可聽閾值進行比較要複雜得多。貝爾的假設是,風電機組的次聲可以是窄帶的,有多個源,並且隨著源的進相和出相漂移而間歇性地發生,因此基波及其部分諧波的強度在節點處可能至少高出6db,但當源失去同步性時,電平將恢復到基線。這篇論文建議,透過識別葉片透過頻率(0.8 Hz)的次聲及其諧波(可能擴充套件到20-30 Hz)的音調性質,可以解決所聽到的和測量到的之間的明顯矛盾。
(10)2014年,The Acoustic Group發表了一份對維多利亞州Cape Bridgewater風電場次聲的調查報告。布里奇沃特角風電場於2008年完工,由29臺Senvion (RePower) MM82型2MW風電機組組成,轉子直徑為82米。調查包括在距離最近的風電機組650米至1600米的三個住宅物業進行噪聲測量,並使用每日日記確定在不同風力條件下執行的風電機組產生的任何可識別的噪聲影響,將噪聲水平與居民的“感覺”感知之間的相關性。一個典型的測量聲級譜如圖所示3。
(11)Hansen等人發表了大量與風電場相關的研究。如前所述,2013年在滑鐵盧風電場進行了噪聲測量,該風電場位於南澳大利亞州阿德萊德以北約100公里處,由37臺Vestas V90 3MW風電機組組成,輪轂高度為80米。典型結果如圖11所示。
圖11顯示了葉片透過頻率(BPF)的頻譜成分在0.8 Hz和倍數那裡關閉。在約3hz時,最高次聲分量的電平約為68 dB,遠低於圖4的可聽閾值。
圖11室內外功率譜密度對比(住宅H3),本文認為,風電場執行時,風機噪聲以週期性次聲為特徵,其水平明顯高於環境噪聲。然而,次聲水平低於正常的聽力閾值。另一方面,在最壞情況下,低頻噪聲(即高於20 Hz)在50 Hz及以上的三分之一倍頻帶內平均超過正常聽力閾值曲線。如前所述,許多人的聽力靈敏度遠高於或低於ISO 226規定的第50百分位閾值。此外,50Hz的三分之一倍頻帶中心頻率隨著時間的推移顯示出顯著的幅度變化,這可能會被認為是煩人的。
6 Pro and Con Hypotheses to Explain the Symptoms(正反假設解釋症狀)
正如本文引言中所述,一些居住在風電機組附近的人表現出對健康不利的真實症狀,他們說這些症狀可歸因於風電機組發出的次聲。如果如前一節所述,調查人員測量的次聲水平低於正常的聽力閾值,那麼這如何解釋這些症狀?
Leventhall指出,人們普遍認為,可聽頻率範圍內的亞可聽聲音從未被認為是有害的,那麼為什麼次聲就有任何不同呢?
(1)Hartman透過類推的方式回應說,對於某些技術,如在住宅和商業建築中使用石棉作為阻燃和絕緣材料,或使用新設計的殺蟲劑或除草劑(如滴滴涕)來提高作物生產力,可能需要數十年的時間才能完全記錄和了解它們意想不到的副作用。這就是自然規律關於新產品和新技術的資訊傳播,可能會有一些微妙的副作用,其後果幾年都不清楚。
(2)次聲是風電場獨有的嗎?Evans等人和Sonus根據他們在南澳大利亞的測量結果得出結論,風電機組的噪聲沒有什麼獨特之處,因為次聲和低頻噪聲在自然界中是常見的。在風電機組100米內測量到的G加權次聲水平與在農村、城市和海邊測量到的水平相同。然而,正如前一節所指出的,次聲包含葉片通道成分,這不是自然界中發現的次聲的特徵。
(3)Stead等人透過簡單的步行行為測量了人耳次聲的頻率和水平,得出的結論是次聲水平高於風電場測量的水平。Leventhall認為,人體內耳通常會產生次聲和低頻噪聲,如心跳等過程,其頻率範圍和水平與風力發電機相同。
然而,Salt對此提出異議,他認為身體產生的壓力波動,如心跳和呼吸,透過耳蝸導水管進入耳朵,而不是透過鐙骨,因此液體流動侷限於耳朵的這個微小區域。另一方面,低頻和次聲透過鐙骨進入耳朵,引起整個耳朵在鐙骨前庭到圓窗之間的流體運動。正是這些液體運動驅動感覺組織運動並引起刺激。
(4)Schomer提出了暈動病假說來解釋這些症狀。這是源於Schomer在美國空軍的海軍飛行員因使用飛行模擬器而生病的經歷。朔默觀察到,海軍飛行員遇到的問題似乎與他在前一節提到的雪莉風電場調查中採訪的大約五名居民所報告的問題相似。在海軍飛行員中觀察到的暈動病或噁心是由於暴露在主要低於1hz的加速度下而發生的。Schomer假設,暴露在次聲中會對內耳的前庭成分(特別是負責向大腦傳遞重力、平衡、運動和方向資訊的耳石器官)產生類似的加速度水平,從而導致噁心症狀。
(5)Salt不同意“你聽不到的東西不會影響你”的觀點。在他的建議中,是耳蝸的外毛細胞(OHC)受到次聲的刺激,而不是負責聽覺的內毛細胞(IHC)。根據Salt的說法,耳朵透過OHC對次聲做出反應,雖然感覺沒有被“聽到”,但耳蝸仍然受到刺激。問題是,次聲的刺激是否僅限於耳朵,對人沒有其他影響,或者是否存在流動效應,這將解釋據稱可歸因於風電機組次聲的症狀。
(6)本文第2節討論了Alves-Pereira等提出的觀點,即風電機組次聲會導致人類和動物的VAD。Bolin等人對VAD假設持懷疑態度,因為對VAD的討論仍處於假設階段,並且缺乏與風電機組噪聲相關問題的證據。
Van den Berg也有類似的保留意見。他說,Alves-Pereira和Branco指出,目前尚不清楚在什麼聲級下會發生VAD,次聲和低頻噪聲對VAD發生的劑量反應關係並不存在,因此無法評估VAD發生的風險。然而,在他們的調查中得出結論,VAD是由低頻聲音引起的。沒有考慮其他可能的原因。報告的次聲噪聲水平在相當大的頻率範圍內低於正常的聽力閾值。如果同樣的聲能以可聽到的頻率呈現,雖然耳朵是最敏感的器官,但它不會造成聽力損傷。由於這些原因,根據Van den Berg的說法,風電機組產生的次聲不太可能造成生理損傷。
(7)如本文第2節所述,Pierpont創造了“風電機組綜合徵”一詞來解釋暴露於風電機組次聲的人的症狀,包括“一種內部脈動、顫抖或緊張的感覺,並伴有緊張、焦慮、恐懼、逃離或檢查環境安全的衝動、噁心、胸悶和心動過速”。根據Van den Berg的研究,當人們處於壓力下時,這些症狀是眾所周知的,因此可能不是特定於風電機組的影響。患有廣泛性焦慮症的人也有症狀,包括顫抖,不安或“急躁”的感覺,過度擔心和緊張,對問題的不切實際的看法,噁心和肌肉緊張,這些情況在壓力期間可能會變得更糟。
(8)Van den Berg批評Pierpont沒有排除這些症狀可能是由現有疾病引起的可能性,在這種情況下,沒有必要發明新的預後。如果將皮爾龐特的選擇程式應用於其他噪聲源,人們可能會發現類似的結果:例如,也有人遭受飛機聲、鄰居聲、狗叫聲或無法追蹤的嗡嗡聲的折磨。不管出於什麼原因,皮爾龐特採用的選擇程式一定會找到最痛苦的人。有可能被選中的人天生焦慮程度高於平均水平,因此對他們感到的闖入自己家的行為最為敏感。
7 Research into the Health Effects of Infrasound
(1)鑑於有關次聲對健康的影響的激烈辯論,讀者應該不會感到驚訝,因為可能缺乏深入問題的核心,尋求揭示直接因果關係的研究文章。然而,隨著機構和有關各方承諾提供資金進行有意義的研究,這種情況可能會得到改善。例如,2016年3月,NHMRC授予了兩項總額為330萬美元的獎金,用於開展基於證據的研究,研究風力發電場對人類健康的影響。
(2)目前已發表的研究可分為兩大類:社會調查研究和物理探索研究。社會調查包括從參與者那裡獲取資訊,並與測量或預測的變數(如噪聲水平)進行統計比較。一個例子包括向參與者傳送一份問卷,並將回答與噪聲水平、年齡、性別、健康狀況、睡眠等物理屬性相關聯。然而,雖然這裡報告的社會研究涉及健康,但次聲並沒有作為一個獨立變數報告。這在未來需要改變。
(3)物理探索研究包括參與者直接暴露於刺激和測量反應。一個例子包括參與者暴露於次聲,並與身體屬性(如血壓和心率)或心理或心身屬性(如你是否感到“疲倦”或“噁心”在適當的強度尺度上表達)的相關性。有效的實驗通常包括仔細選擇方法和物件,以避免偏差。例如,一個實驗應該包括使用一個對照組和/或使用“假”暴露(參與者被告知他們暴露在次聲中,但實際上他們沒有)。
(4)實驗結果應始終以統計術語表示,其中涉及的結果被稱為“統計顯著”,置信度至少為95%。這意味著報告的結果僅僅是由隨機因素造成的機率小於1 / 20。
首先轉向社會調查,Pedersen提出了2007年進行的三次社會調查的結果,對1755人的主觀測量反應進行了調查,以探索聲音水平與健康和福祉方面之間的關係。所有三項研究都是橫斷面研究,其中風電機組噪聲的dB(A)聲級與居住在瑞典兩個地點和荷蘭一個地點的風電場地區的人們自我報告的健康狀況進行了比較。當然,使用A加權聲級並不能推斷次聲的存在,其結果,以及其他類似社會調查的結果,因此在解釋時應考慮到這一限制。所有三項研究都顯示了室外和室內煩惱與風電機組噪聲水平之間的統計相關性。
(5)在所有級別的風電機組聲音中,被噪聲源打斷睡眠的受訪者比例都是穩定的,除了在大約40-45dB(A)以上的最強級別,受訪者報告睡眠中斷。在三項研究中,沒有其他衡量健康或幸福的變數(包括高血壓、頭痛、過度疲勞、緊張/壓力和易怒)與聲壓水平有顯著關係。
(6)Shepherd等於2010年在紐西蘭對西風附近的居民進行了社會調查,位於惠靈頓以西10公里的馬卡拉山谷的風力發電場。該調查小組包括39名居住在風電機組附近的居民,以及158名居住在至少8公里外的對照組。在暴露組中,風電機組的噪聲水平在20到50dB(A)之間。透過健康相關的生活質量變數問卷進行健康評估,包括敏感性、煩惱、睡眠、健康、生理和心理狀態。噪聲水平與自評健康評分之間無相關性。研究發現,暴露組的自評健康得分低於對照組;然而,暴露組的結果沒有統計學意義。令人驚訝的是,兩組人的煩惱程度和自評健康狀況之間都存在負相關(這意味著那些更煩惱的人認為他們的健康狀況更好);然而,暴露組的結果在統計上沒有顯著性。暴露組的睡眠滿意度低於對照組。總的來說,該研究得出的結論是,住在風電機組附近與舒適度下降有關。
(7)2010年,Nissenbaum等人對位於兩個風電場附近的38名居民(暴露組)進行了類似的社會調查,一個位於Mars Hill,有28臺GE 1.5 MW風電機組,另一個位於美國緬因州的Vinalhaven,有3臺類似的風電機組。41名遠離風力發電場的居民作為對照組。在兩個地點的不同距離上測量和預測了LAeq風電機組的全功率噪聲水平。結果顯示,使用兩種不同的方法測量睡眠質量沒有統計學上的顯著結果。然而,暴露組的參與者在離家睡覺時更有可能報告睡眠質量得到改善。作者得出結論,與風電機組的距離越遠,報告的健康狀況越好。
(8)Kuwano等從2010年開始對日本從北海道到沖繩縣的34個風電場站點進行了社會調查。調查物件包括生活在風電場附近的暴露組744人和生活在遠離風電場的對照組332人。在距離風電場不同距離的地方用LAeq測量聲級,這樣就可以估計參與者家中的聲級。外界噪聲水平介乎26至50dB(A)。研究發現,在相同的LAeq水平下,風電機組的噪聲比道路交通的噪聲更令人討厭,當風電機組的噪聲可以聽到時,特別是當LAeq為40 dB(A)或更高時,會對睡眠障礙產生影響,並且沒有證據表明,除了與風電機組噪聲有關的睡眠障礙之外,還存在自我報告的身體/精神健康症狀。
(9)自我報告的噪聲敏感性和風力發電機造成的視覺干擾與失眠和身體/精神健康顯著相關,這表明這些變數呈現出易於抱怨睡眠或健康問題的個體的特徵。
加拿大衛生部於2012年7月啟動了一項多年期研究,探討接觸風電機組產生的聲音水平與居住在風電機組附近的人所報告和客觀測量的健康影響程度之間的關係。原文可在Schomer等人中找到,結果摘要可在加拿大衛生部網站上找到這項研究是在安大略省和愛德華王子島進行的,涉及18個風力發電場和1238個距離這些風力發電場600米至10公里的住宅。向參與者分發問卷,結果與測量和計算的dB(A)、dB(C)和次聲(方法未報告)的噪聲水平相關。睡眠質量是透過一個戴在手腕上的類似手錶的活動監測器來測量的。研究發現,接觸風電機組與自我報告的睡眠、自我報告的疾病或自我報告的壓力和生活質量之間沒有關聯。
研究顯示,隨著風電機組噪聲水平的增加,煩惱也會增加。當風電機組的水平超過35dB(A)時,統計上顯著增加了煩惱。發現客觀測量的健康結果與相應的自我報告結果一致且在統計上相關。沒有觀察到風電機組噪聲與頭髮皮質醇濃度、血壓、靜息心率或睡眠測量(如睡眠潛伏期、覺醒、睡眠效率)有關。
次聲可以在距離風電機組10公里的地方測量到,但在許多情況下低於背景次聲水平。研究發現,隨著與風電機組距離的增加,噪聲水平呈下降趨勢,在風電機組順風處,距離超過1公里時,每增加一倍,噪聲水平就會下降3dB。在風電機組底部附近測量到的次聲水平接近可聽閾值,據報導,大約1%的聽力最敏感的人可以聽到這個閾值。
8 Conclusion
(1)2015年,澳大利亞參議院風電機組特別委員會得出結論,有可信的證據表明,居住在風電機組附近的一些人抱怨風電機組對健康產生了一系列不利影響。這些症狀包括耳鳴、血壓升高、心悸、心動過速、壓力、焦慮、眩暈、頭暈、噁心、視力模糊、疲勞、認知功能障礙、頭痛、耳壓、加重的偏頭痛、運動敏感、內耳損傷和睡眠剝奪。作為聽證會的結果,國家風電場專員辦公室成立了。監察專員公署報告說,截至2016年12月31日,監察專員公署已結案67宗投訴,在投訴處理程式的不同階段仍有23宗事項有待處理。
(2)歷史回顧表明,雖然最初風電機組的聲音會擾亂人們的睡眠,但更多的複雜的預後,如振動聲學疾病和風電機組綜合徵被提出來解釋報告的健康症狀。假設這些疾病與風電機組的次聲發射有關,特別是在風電機組葉片透過頻率的音調次聲和相關的諧波。
(3)大量的測量表明,風力發電場發出的音調次聲波的水平低於聽覺閾值。一些觀察人士指出,人體內產生的次聲水平可能超過風電機組產生的次聲水平。其他人不同意“聽不到的東西不會影響你”的說法。他們假設的機制包括由次聲刺激耳石器官引起噁心症狀或刺激據說對次聲頻率特別敏感的外毛細胞。
(4)在一些社會調查中,風電機組噪聲對健康的影響,包括睡眠障礙的影響,是不一致的。加拿大衛生部最近的調查發現,接觸風電機組與自我報告的睡眠、自我報告的疾病或自我報告的壓力和生活質量之間沒有聯絡。研究發現,隨著可聽到的風電機組噪聲水平的增加,尤其是當風電機組的噪聲水平超過35dB(A)時,煩惱也會增加。
(5)在物理勘探研究中,參與者故意遭受次聲並測量其反應的研究很少。在本報告中描述的兩項研究中,它們都得出結論(在使用的暴露時間範圍內),實驗中次聲的存在並沒有以任何統計上顯著的方式增加典型症狀的數量或強度,而是志願者在實驗開始前感受到的關注程度,而不是對報告的與風電機組次聲相關的典型症狀有統計上顯著的影響。